【手続補正書】
【提出日】平成18年5月29日(2006.5.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  光プリントヘッドおよびその駆動方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の端面発光素子が集積された端面発光素子アレイチップが複数個直線状に配列されて構成された自己走査型端面発光素子アレイと、複数本のロッドレンズが光軸を平行にして配列され固着されたロッドレンズ・ユニットが複数個直線状に配列されて構成されたロッドレンズアレイとが、同じ基板上に実装された光プリントヘッド。
【請求項２】
前記自己走査型端面発光素子アレイチップは、
しきい電圧またはしきい電流の制御電極を有する発光素子を複数個配列し、各発光素子の前記制御電極をその近傍に位置する少なくとも１つの発光素子の制御電極に、接続用抵抗または電気的に一方向性を有する電気素子を介して接続するとともに、各発光素子の前記制御電極に電源ラインを負荷抵抗を介して接続し、かつ各発光素子にクロックパルスラインを接続して形成した自己走査型端面発光素子アレイチップである請求項１に記載の光プリントヘッド。
【請求項３】
前記自己走査型端面発光素子アレイチップは、
スイッチング動作のためのしきい電圧またはしきい電流の制御電極を有するスイッチ素子を複数個配列し、各スイッチ素子の前記制御電圧をその近傍に位置する少なくとも１つのスイッチ素子の制御電極に、接続用抵抗または電気的に一方向性を有する電気素子を介して接続するとともに、各スイッチ素子の制御電極に電源ラインを負荷抵抗を介して接続し、かつ各スイッチ素子にクロックパルスラインを接続して形成したスイッチング素子アレイと、
しきい電圧またはしきい電流の制御電極を有する発光素子を複数個配列した発光素子アレイとからなり、
前記発光素子アレイの各制御電極を前記スイッチ素子の制御電極と電気的手段にて接続し、各発光素子に発光のための電流を印加するラインを設けた自己走査型端面発光素子アレイである、
請求項１に記載の光プリントヘッド。
【請求項４】
請求項1、２または３に記載の光プリントヘッドを備える光プリンタ。
【請求項５】
複数個の端面発光素子が集積された端面発光素子アレイチップが複数個直線状に配列されて構成された自己走査型端面発光素子アレイと、複数本のロッドレンズが光軸を平行にして配列され固着されたロッドレンズ・ユニットが複数個直線状に配列されて構成されたロッドレンズアレイとが、同じ基板上に実装された光プリントヘッドの駆動方法において、
前記複数個の端面発光素子アレイチップの各々の自己走査の方向が、配列の方向において交互に反対方向となるようにする、光プリントヘッドの駆動方法。
【請求項６】
前記自己走査型端面発光素子アレイチップは、
しきい電圧またはしきい電流の制御電極を有する発光素子を複数個配列し、各発光素子の前記制御電極をその近傍に位置する少なくとも１つの発光素子の制御電極に、接続用抵抗または電気的に一方向性を有する電気素子を介して接続するとともに、各発光素子の前記制御電極に電源ラインを負荷抵抗を介して接続し、かつ各発光素子にクロックパルスラインを接続して形成した自己走査型端面発光素子アレイチップであり、自己走査の方向がスタートパルスの入力位置で決まる、請求項５に記載の光プリントヘッドの駆動方法。
【請求項７】
前記自己走査型端面発光素子アレイチップは、
スイッチング動作のためのしきい電圧またはしきい電流の制御電極を有するスイッチ素子を複数個配列し、各スイッチ素子の前記制御電圧をその近傍に位置する少なくとも１つのスイッチ素子の制御電極に、接続用抵抗または電気的に一方向性を有する電気素子を介して接続するとともに、各スイッチ素子の制御電極に電源ラインを負荷抵抗を介して接続し、かつ各スイッチ素子にクロックパルスラインを接続して形成したスイッチング素子アレイと、
しきい電圧またはしきい電流の制御電極を有する発光素子を複数個配列した発光素子アレイとからなり、
前記発光素子アレイの各制御電極を前記スイッチ素子の制御電極と電気的手段にて接続し、各発光素子に発光のための電流を印加するラインを設けた自己走査型端面発光素子アレイであり、
自己走査の方向は、前記スイッチング素子アレイにおけるスタートパルスの入力位置で決まる、
請求項５に記載の光プリントヘッドの駆動方法。
【請求項８】
複数個の端面発光素子が集積された端面発光素子アレイチップが複数個直線状に配列されて構成された自己走査型端面発光素子アレイと、複数本のロッドレンズが光軸を平行にして配列され固着されたロッドレンズ・ユニットが複数個直線状に配列されて構成されたロッドレンズアレイとが、同じ基板上に実装された光プリントヘッドの駆動方法において、
前記複数個の端面発光素子アレイチップの各々の自己走査の方向が、チップの中央部から両サイドに向かう方向である、光プリントヘッドの駆動方法。
【請求項９】
前記自己走査型端面発光素子アレイチップは、
しきい電圧またはしきい電流の制御電極を有する発光素子を複数個配列し、各発光素子の前記制御電極をその近傍に位置する少なくとも１つの発光素子の制御電極に、接続用抵抗または電気的に一方向性を有する電気素子を介して接続するとともに、各発光素子の前記制御電極に電源ラインを負荷抵抗を介して接続し、かつ各発光素子にクロックパルスラインを接続して形成した自己走査型端面発光素子アレイチップであり、自己走査を開始するスタートパルスがチップの中央部に入力される、請求項８に記載の光プリントヘッドの駆動方法。
【請求項１０】
前記自己走査型端面発光素子アレイチップは、
スイッチング動作のためのしきい電圧またはしきい電流の制御電極を有するスイッチ素子を複数個配列し、各スイッチ素子の前記制御電圧をその近傍に位置する少なくとも１つのスイッチ素子の制御電極に、接続用抵抗または電気的に一方向性を有する電気素子を介して接続するとともに、各スイッチ素子の制御電極に電源ラインを負荷抵抗を介して接続し、かつ各スイッチ素子にクロックパルスラインを接続して形成したスイッチング素子アレイと、
しきい電圧またはしきい電流の制御電極を有する発光素子を複数個配列した発光素子アレイとからなり、
前記発光素子アレイの各制御電極を前記スイッチ素子の制御電極と電気的手段にて接続し、各発光素子に発光のための電流を印加するラインを設けた自己走査型端面発光素子アレイであり、
自己走査を開始するスタートパルスが前記スイッチング素子アレイの中央部に入力される、請求項８に記載の光プリントヘッドの駆動方法。
【請求項１１】
複数個の端面発光素子が集積された端面発光素子アレイチップが複数個直線状に配列されて構成された自己走査型端面発光素子アレイと、複数本のロッドレンズが光軸を平行にして配列され固着されたロッドレンズ・ユニットが複数個直線状に配列されて構成されたロッドレンズアレイとが、同じ基板上に実装された光プリントヘッドの駆動方法において、
前記複数個の端面発光素子アレイチップの各々の自己走査の方向が、チップの両サイドから中央部に向かう方向である、光プリントヘッドの駆動方法。
【請求項１２】
前記自己走査型端面発光素子アレイチップは、
しきい電圧またはしきい電流の制御電極を有する発光素子を複数個配列し、各発光素子の前記制御電極をその近傍に位置する少なくとも１つの発光素子の制御電極に、接続用抵抗または電気的に一方向性を有する電気素子を介して接続するとともに、各発光素子の前記制御電極に電源ラインを負荷抵抗を介して接続し、かつ各発光素子にクロックパルスラインを接続して形成した自己走査型端面発光素子アレイチップであり、自己走査を開始するスタートパルスがチップの両サイドに入力される、請求項１１に記載の光プリントヘッドの駆動方法。
【請求項１３】
前記自己走査型端面発光素子アレイチップは、
スイッチング動作のためのしきい電圧またはしきい電流の制御電極を有するスイッチ素子を複数個配列し、各スイッチ素子の前記制御電圧をその近傍に位置する少なくとも１つのスイッチ素子の制御電極に、接続用抵抗または電気的に一方向性を有する電気素子を介して接続するとともに、各スイッチ素子の制御電極に電源ラインを負荷抵抗を介して接続し、かつ各スイッチ素子にクロックパルスラインを接続して形成したスイッチング素子アレイと、
しきい電圧またはしきい電流の制御電極を有する発光素子を複数個配列した発光素子アレイとからなり、
前記発光素子アレイの各制御電極を前記スイッチ素子の制御電極と電気的手段にて接続し、各発光素子に発光のための電流を印加するラインを設けた自己走査型端面発光素子アレイであり、
自己走査を開始するスタートパルスが前記スイッチング素子アレイの両サイドに入力される、
請求項１１に記載の光プリントヘッドの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自己走査型端面発光素子アレイおよびセルフォックレンズアレイを備えた光プリントヘッドに関し、特にこのような光プリントヘッドの駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光プリントヘッドを備える光プリンタの原理図を図１に示す。円筒形の感光ドラム２の表面に、アモルファスＳｉ等の光導電性を持つ材料（感光体）が作られている。このドラムはプリントの速度で回転している。回転しているドラムの感光体表面を、帯電器４で一様に帯電させる。そして、光プリントヘッド６で、印字するドットイメージの光を感光体上に照射し、光の当たったところの帯電を中和する。続いて、現像器８で感光体上の帯電状態にしたがって、トナーを感光体上につける。そして、転写器１０でカセット１２中から送られてきた用紙１４上に、トナーを転写する。用紙は、定着器１６にて熱等を加えられ定着され、スタッカ１８に送られる。一方、転写の終了したドラムは、消去ランプ２０で帯電が全面にわたって中和され、清掃器２２で残ったトナーが除去される。
【０００３】
このような光プリンタに用いられる従来の光プリントヘッドとして、特開昭６０−１１６４７９号公報に開示のものがある。図２に、その構造を示す。この光プリントヘッドは、端面発光ＬＥＤアレイを用いたものであり、基板３０上に、配線手段３２，ＬＥＤアレイチップ３４，ドライバ回路３６，セルフォックレンズアレイ３８を実装し、フラットケーブル３９が接続されている。ＬＥＤアレイチップ３４とドライバ回路３６との間は、ワイヤボンディングされている。
【０００４】
このような従来の光プリントヘッドは、ＬＥＤアレイを駆動するドライバ回路を必要とし、ＬＥＤアレイとドライバ回路とをボンディングしているので、これらの部分をコンパクトにできず、またボンディングのためＬＥＤの配列ピッチを小さくすることができないという問題がある。さらには、セルフォックレンズアレイとＬＥＤアレイチップの組立が面倒であるうえ、セルフォックレンズとＬＥＤの光軸合わせが難しいという問題があった。
【０００５】
一方、ロッドレンズアレイ（日本板硝子（株）商標名：セルフォックレンズアレイ）は、長尺のものが単体として製造されるため、一部に欠陥があった場合に不良品となり、製造歩留りが悪いという問題があった。
【０００６】
前者の問題に対しては、本発明者らは発光素子アレイの構成要素としてＰＮＰＮ構造を持つ発光サイリスタに注目し、発光点の自己走査が実現できることを既に特許出願（特開平１−２３８９６２号、特開平２−１４５８４号、特開平２−９２６５０号、特開平２−９２６５１号）し、光プリンタ用光源として実装上簡便となること、発光素子ピッチを細かくできること、コンパクトな発光素子アレイを作製できること等を示している。このような発光素子アレイは、端面発光素子アレイとして構成することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、このような自己走査型端面発光素子アレイを用い、セルフォックレンズアレイをユニット化し、複数個のセルフォックレンズアレイ・ユニットを基板上に配列することにより長尺のセルフォックレンズアレイを実現し、上述の問題点を解決することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、自己走査型端面発光素子アレイと、ロッドレンズアレイとが同じ基板上に実装された光プリントヘッドを提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、自己走査型端面発光素子アレイと、ロッドレンズアレイとが同じ基板上に実装された光プリントヘッドにおいて、印刷品位を改善できる光プリントヘッドの駆動方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数個の端面発光素子が集積された端面発光素子アレイチップが複数個直線状に配列されて構成された自己走査型端面発光素子アレイと、複数本のロッドレンズが光軸を平行にして配列され固着されたロッドレンズ・ユニットが複数個直線状に配列されて構成されたロッドレンズアレイとが、同じ基板上に実装された光プリントヘッドである。
【００１１】
本発明は、複数個の端面発光素子が集積された端面発光素子アレイチップが複数個直線状に配列されて構成された自己走査型端面発光素子アレイと、複数本のロッドレンズが光軸を平行にして配列され固着されたロッドレンズ・ユニットが複数個直線状に配列されて構成されたロッドレンズアレイとが、同じ基板上に実装された光プリントヘッドの駆動方法において、前記複数個の端面発光素子アレイチップの各々の自己走査の方向が、配列の方向において交互に反対方向となるようにする。
【００１２】
また、本発明は、複数個の端面発光素子が集積された端面発光素子アレイチップが複数個直線状に配列されて構成された自己走査型端面発光素子アレイと、複数本のロッドレンズが光軸を平行にして配列され固着されたロッドレンズ・ユニットが複数個直線状に配列されて構成されたロッドレンズアレイとが、同じ基板上に実装された光プリントヘッドの駆動方法において、前記複数個の端面発光素子アレイチップの各々の自己走査の方向を、チップの中央部から両サイドに向かう方向とする。
【００１３】
また本発明は、複数個の端面発光素子が集積された端面発光素子アレイチップが複数個直線状に配列されて構成された自己走査型端面発光素子アレイと、複数本のロッドレンズが光軸を平行にして配列され固着されたロッドレンズ・ユニットが複数個直線状に配列されて構成されたロッドレンズアレイとが、同じ基板上に実装された光プリントヘッドの駆動方法において、前記複数個の端面発光素子アレイチップの各々の自己走査の方向を、チップの両サイドから中央部に向かう方向とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
まず、自己走査型端面発光素子アレイの３つの基本構造について説明する。
【００１５】
図３は、自己走査型端面発光素子アレイの第１の基本構造の等価回路図である。発光素子として、端面発光サイリスタＴ（−２）〜Ｔ（＋２）を用い、発光サイリスタＴ（−２）〜Ｔ（＋２）には、各々ゲート電極Ｇ-2〜Ｇ+2が設けられている。各々のゲート電極には、負荷抵抗ＲLを介して電源電圧ＶGKが印加される。また、各々のゲート電極Ｇ-2〜Ｇ+2は、相互作用を作るために抵抗ＲIを介して電気的に接続されている。また、各単体発光サイリスタのアノード電極に、３本の転送クロックライン（φ1，φ2，φ3）が、それぞれ３素子おきに（繰り返されるように）接続される。
【００１６】
動作を説明すると、まず転送クロックφ3がハイレベルとなり、発光サイリスタＴ（０）がオンしているとする。このとき３端子サイリスタの特性から、ゲート電極Ｇ0は零ボルト近くまで引き下げられる。電源電圧ＶGKを仮に５ボルトとすると、負荷抵抗ＲL、相互作用抵抗ＲIのネットワークから各発光サイリスタのゲート電圧が決まる。そして、発光サイリスタＴ（０）に近い素子のゲート電圧が最も低下し、以降順にＴ（０）から離れるにしたがいゲート電圧は上昇していく。これは次のように表せる。
【００１７】
ＶG0＜ＶG1＝ＶG-1＜ＶG2＝ＶG-2 （１）
これらの電圧の差は、負荷抵抗ＲL ，相互作用抵抗ＲI の値を適当に選択することにより設定することができる。
【００１８】
３端子サイリスタのアノード側のターンオン電圧ＶONは、ゲート電圧より拡散電位Ｖdif だけ高い電圧となることが知られている。
【００１９】
ＶON≒ＶG ＋Ｖdif （２）
したがって、アノードにかける電圧をこのターンオン電圧ＶONより高く設定すれば、その発光サイリスタはオンすることになる。
【００２０】
さてこの発光サイリスタＴ（０）がオンしている状態で、次の転送クロックパルスφ1 にハイレベル電圧ＶH を印加する。このクロックパルスφ1 は発光サイリスタＴ（＋１）とＴ（―２）に同時に加わるが、ハイレベル電圧ＶH の値を次の範囲に設定すると、発光サイリスタＴ（＋１）のみをオンさせることができる。
【００２１】
ＶG-2 ＋Ｖdif ＞ＶH ＞ＶG+1 ＋Ｖdif （３）
これで発光サイリスタＴ（０），Ｔ（＋１）が同時にオンしていることになる。そしてクロックパルスφ3 のハイレベル電圧を切ると、発光サイリスタＴ（０）がオフとなりオン状態の転送ができたことになる。
【００２２】
このように、自己走査型端面発光素子アレイでは抵抗ネットワークで各発光サイリスタのゲート電極間を結ぶことにより、発光サイリスタに転送機能をもたせることが可能となる。
【００２３】
上に述べたような原理から、転送クロックφ1 ，φ2 ，φ3 のハイレベル電圧を順番に互いに少しずつ重なるように設定すれば、発光サイリスタのオン状態は順次転送されていく。すなわち、発光点が順次転送され、自己走査型端面発光素子アレイを実現することができる。
【００２４】
図４は、自己走査型端面発光素子アレイの第２の基本構造の等価回路図である。この自己走査型端面発光素子アレイは、発光サイリスタのゲート電極間の電気的接続の方法としてダイオードを用いている。発光サイリスタＴ（−２）〜Ｔ（＋２）は、一列に並べられた構成となっている。Ｇ-2〜Ｇ+2は、発光サイリスタＴ（−２）〜Ｔ（＋２）のそれぞれのゲート電極を表す。ＲL はゲート電極の負荷抵抗を表し、Ｄ-2〜Ｄ+2は電気的相互作用を行うダイオードを表す。またＶGKは電源電圧を表す。各単体発光サイリスタのアノード電極に、２本の転送クロックライン（φ1 ，φ2 ）がそれぞれ１素子おきに接続される。
【００２５】
動作を説明する。まず転送クロックφ2 がハイレベルとなり、発光サイリスタＴ（０）がオンしているとする。このとき３端子サイリスタの特性からゲート電極Ｇ0 は零ボルト近くまで引き下げられる。電源電圧ＶGKを仮に５ボルトとすると、抵抗ＲL ，ダイオードＤ-2〜Ｄ+2のネットワークから各発光サイリスタのゲート電圧が決まる。そして発光サイリスタＴ（０）に近い素子のゲート電圧が最も低下し、以降順にＴ（０）から離れるにしたがいゲート電圧は上昇していく。
【００２６】
しかしながら、ダイオード特性の一方向性，非対称性から、電圧を下げる効果は、Ｔ（０）の右方向にしか働かない。すなわちゲート電極Ｇ1 はＧ0 に対し、ダイオードの順方向立ち上がり電圧Ｖdif だけ高い電圧に設定され、ゲート電極Ｇ2 はＧ1 に対し、さらにダイオードの順方向立ち上がり電圧Ｖdif だけ高い電圧に設定される。一方、Ｔ（０）の左側のゲート電極Ｇ-1はダイオードＤ-1が逆バイアスになっているため電流が流れず、したがって電源電圧ＶGKと同電位となる。
【００２７】
次の転送クロックパルスφ1 は、最近接の発光サイリスタＴ（１），Ｔ（−１）、そしてＴ（３）およびＴ（−３）等に印加されるが、これらのなかで、最もターンオン電圧の最も低い素子はＴ（１）であり、Ｔ（１）のターンオン電圧は約Ｇ1 のゲート電圧＋Ｖdif であるが、これはＶdif の約２倍である。次にターン電圧の低い素子はＴ（３）であり、Ｖdif の約４倍である。Ｔ（−１）とＴ（−３）のオン電圧は、約ＶGK＋Ｖdif となる。
【００２８】
以上から、転送クロックパルスのハイレベル電圧をＶdif の約２倍からＶdifの約４倍の間に設定しておけば、発光サイリスタＴ（１）のみをオンさせることができ、転送動作を行うことができる。
【００２９】
図５は、自己走査型端面発光素子アレイの第３の基本構造の等価回路図である。この自己走査型端面発光素子アレイは、スイッチ素子Ｔ（−１）〜Ｔ（２）、書き込み用発光素子Ｌ（−１）〜Ｌ（２）からなる。スイッチ素子部分の構成は、ダイオード接続を用いた例を示している。スイッチ素子のゲート電極Ｇ-1〜Ｇ1 は、書き込み用発光素子のゲートにも接続される。書き込み用発光素子のアノードには、書き込み信号Ｓinが加えられている。
【００３０】
以下に、この自己走査型端面発光素子アレイの動作を説明する。いま、転送素子Ｔ（０）がオン状態にあるとすると、ゲート電極Ｇ0 の電圧は、ＶGK（ここでは５ボルトと想定する）より低下し、ほぼ零ボルトとなる。したがって、書き込み信号Ｓinの電圧が、ＰＮ接合の拡散電位（約１ボルト）以上であれば、発光素子Ｌ（０）を発光状態とすることができる。
【００３１】
これに対し、ゲート電極Ｇ-1は約５ボルトであり、ゲート電極Ｇ1 は約１ボルトとなる。したがって、発光素子Ｌ（−１）の書き込み電圧は約６ボルト、発光素子Ｌ（１）の書き込み電圧は約２ボルトとなる。これから、発光素子Ｌ（０）のみに書き込める書き込み信号Ｓinの電圧は、約１〜２ボルトの範囲となる。発光素子Ｌ（０）がオン、すなわち発光状態に入ると、書き込み信号Ｓinラインの電圧は約１ボルトに固定されてしまうので、他の発光素子が選択されてしまう、というエラーは防ぐことができる。
【００３２】
発光強度は書き込み信号Ｓinに流す電流量で決められ、任意の強度にて画像書き込みが可能となる。また、発光状態を次の素子に転送するためには、書き込み信号Ｓinラインの電圧を一度零ボルトまでおとし、発光している素子をいったんオフにしておく必要がある。
【００３３】
図６は、自己走査型端面発光素子アレイの特に発光素子部分の概略斜視図である。接地されたＮ形ＧａＡｓ基板４１上にＮ形半導体層４２、Ｐ形半導体層４３、Ｎ形半導体層４４、Ｐ形半導体層４５の各層を形成する。そしてホトリソグラフィおよびエッチング等により、各単体発光サイリスタ４６に分離する。分離溝を４７で示す。アノード電極（図示せず）はＰ形半導体層４５とオーミック接触を有し、ゲート電極（図示せず）はＮ形半導体層４４とオーミック接触を有する。カソード電極（図示せず）は、Ｎ形ＧａＡｓ基板４１の裏面に設けられている。
【００３４】
発光端面は、へき開により形成せずに、上述のようにエッチングで構成するのが望ましい。なぜならば、へき開による発光端面形成は生産性が悪く、またへき開してみないと、発光端面の良，不良がわからないからである。
【００３５】
また、図７に示すように発光サイリスタ４６の発光端面とは反対側の後端面に、ＡｌまたはＡｕのような金属層４８を設けると、光が金属により反射し、出射光を増大させることができる。
【００３６】
以上のような自己走査型端面発光素子アレイは、半導体ウェハに集積した後、切り出して１つの半導体チップ（以下、発光素子アレイチップという）の形にし、これを必要個数配列して長尺のものを作製する。
【００３７】
図８は、本発明の光プリントヘッドの一実施例を示す斜視図である。プリント配線基板５１上に自己走査型端面発光素子アレイ５２と、セルフォックレンズアレイ５３とが貼り付けられて実装されている。
【００３８】
自己走査型端面発光素子アレイ５２は、前述した発光素子アレイチップ５９を連続して直線状に配列することにより構成される。例えば、１つの発光素子アレイチップは、１２００ＤＰＩで、２５６個の発光素子が配列されているものとすると、チップ長さは約５．４ｍｍとなる。また発光素子の発光点のサイズは、例えば５μｍ×１μｍである。
【００３９】
一方、セルフォックレンズアレイ５３は、所定本数のセルフォックレンズ５４を、１つの基板５５上に配列し固着したセルフォックレンズアレイ・ユニット５６を連続して配列することにより構成される。
【００４０】
発光素子の発光点からの光は、セルフォックレンズ５４により、感光ドラム２の表面に結像する。
【００４１】
図９は、セルフォックレンズアレイ・ユニットの一例を示す断面図である。このセルフォックレンズアレイ・ユニット５６は、例えば直径が６００μｍのセルフォックレンズ５４を、多数本、光軸を平行にして、基板５５上に密接配列し接着剤５７により一体固着することにより形成される。
【００４２】
このようなセルフォックレンズアレイ・ユニット５６では、セルフォックレンズ同士が密接しているため、レンズ内に入射した光線のうち、外周面で全反射され結像に寄与しないフレア光が密接部を通して隣接するレンズ内に入射するおそれがある。これを防止するため、セルフォックレンズの外周面に黒色樹脂コーティング５８を施すのが望ましい。
【００４３】
次に、図１０を参照して、発光素子アレイチップおよびセルフォックレンズアレイ・ユニットのプリント配線基板上への実装方法について説明する。実装は、チップマウンタを用いることにより行う。プリント配線基板５５上に、接着樹脂をコーティングしておき、加熱状態のもとで発光素子アレイチップ５９およびセルフォックレンズアレイ・ユニット５６を実装する。発光素子アレイチップ５９の実装にあたっては、発光素子の配列ピッチが同一となるように行われる。また、セルフォックレンズアレイ・ユニット５６の実装は、セルフォックレンズ同士が密接するように行われる。実装の際、基板５１に対するセルフォックレンズアレイ・ユニット５６および発光素子アレイチップの位置決めは、基板５１上に設けられたアライメントマーク６０を用いて行われる。
【００４４】
発光素子アレイチップおよびセルフォックレンズアレイ・ユニットをプリント配線基板５１上に実装するとき、接着樹脂が押し流されるので、接着樹脂の流れ止めのために、プリント配線基板上に溝６１を設けるようにすることもできる。
【００４５】
図１１に、発光素子アレイチップ５９およびセルフォックレンズアレイ・ユニット５６がプリント配線基板５１に実装された状態を側面図で示す。この場合、発光素子の発光点の高さは、セルフォックレンズの光学軸からのずれΔｙがセルフォックレンズの半径ｒ0 を越えると、急激にレンズアレイの光量ムラが増加するので、セルフォックレンズの半径ｒ0 内に入るように選定される。
【００４６】
本例では、セルフォックレンズ５４の直径を６００μｍ、発光素子アレイチップ５９の厚さを３００μｍに選定するだけで、高さ方向の位置決めは容易に行うことができる。また、基板５１上での２次平面における位置決めは、チップマウンタによって正確に行うことができる。
【００４７】
以上のように、セルフォックレンズと発光素子アレイチップとの光軸合わせは、高さ方向には、セルフォックレンズの直径および発光素子アレイチップの厚さを選定することにより、２次平面ではチップマウンタにより極めて簡単に行うことができる。さらには、チップマウンタによるＩＣ実装技術を応用できるので、高精度に実装することができる。
【００４８】
以上のセルフォックレンズアレイ・ユニットは、セルフォックレンズを一層配列していたが、図１２に示すように２層を俵積みしたセルフォックレンズアレイ・ユニットとすることもできる。俵積みの場合、図に示すように発光素子アレイチップの厚さは、約５００μｍに選ぶのが好適である。
【００４９】
セルフォックレンズアレイの他の例を、図１３に示す。このセルフォックレンズアレイは、図９の構造に補強板６２を上部に付加して、サンドイッチ構造にしたものである。このセルフォックレンズアレイは上下に基板を有するので、構造的強度が大きいという利点がある。
【００５０】
また、この構造では、補強板６２の厚さを２００μｍとした場合に、発光素子アレイチップの厚さを５００μｍとするのが好適である。
【００５１】
以上のような構成の光プリントヘッドにおいて、端面発光素子アレイは、自己走査型であるので、ドライバ回路が不要となり、コンパクトな構成となる。
【００５２】
前述したように、自己走査型端面発光素子アレイは、発光素子アレイチップを連続して配列することにより構成される。そして、各発光素子アレイチップには、光プリントヘッドを駆動するために必要な電極（たとえば、図３〜図５におけるφ1 ，φ2 ，φ3 ，Ｓin，ＶGK）を取り出すためのボンディングパッドが設けられ、全発光素子アレイチップが同時に自己走査される。
【００５３】
この場合に、各チップにおける自己走査の方向を、図１４に矢印Ａで示すように、すべて同一方向（図では右方向）とすると、感光ドラム２は回転しているので、１回の自己走査における印刷ドットのパターンは、図１５に示すようになる。すなわち、各発光素子アレイチップによる各パターン７０が右上りとなり、隣接する発光素子アレイチップ間でパターンに段切れ７１が発生し、印刷品位が低下する。
【００５４】
そこで本発明では、図１６に矢印Ａ，Ｂで示すように、発光素子アレイチップ毎に交互に自己走査方向を変えて、光プリントヘッドを駆動する。その結果、図１７に示すように、各発光素子アレイチップによる印刷ドットパターン７２は、発光素子アレイチップ間で途切れることなく連続するので、図１５の場合に比べて印刷品位が向上する。
【００５５】
図１８は、発光素子アレイチップの具体的回路を示す。基本的には、図３に示した自己走査型端面発光素子アレイと同じであり、走査（または転送）方向は図示矢印のように右方向とする。各転送クロックラインには、電流制限抵抗ＲE が挿入されており、第１の発光サイリスタＴ（１）のゲート電極Ｇ1 は、電流制限抵抗ＲS を経て、スタートクロックラインφS に接続されている。
【００５６】
これら各ラインには、図１９に示すようなタイミングでパルスが供給される。スタートパルスφS をローレベル（約０Ｖ）にすると同時に、転送用クロックラインφ1 をハイレベル（約５Ｖ）にし、発光サイリスタＴ（１）をオンさせる。その後すぐ、スタートパルスφS はハイレベルに戻される。その後は、図３において説明したように、オン状態（発光状態）が左から右へ順次転送される、すなわち走査される。
【００５７】
図２０は、走査方向が左の場合の発光素子アレイチップの具体的回路を示す。右側にスタートパルスラインφS が設けられており、図１９のタイミングのクロックで、オン状態が右から左へ転送される。
【００５８】
図２１は、図４で説明した自己走査型端面発光素子アレイを用いたアレイチップを示す２相駆動の等価回路図であり、転送クロックラインφ1 ，φ2 には電流制限抵抗ＲE が挿入され、スタートクロックラインφS には電流制限抵抗ＲS が挿入されている。図２２のタイミングのパルスφ1 ，φ2 ，φS を供給することによって、発光サイリスタＴ（１）から右の方向へ順次発光状態を転送できる。
【００５９】
左方向へ転送するには、図２３に示すように、図２１とはサイリスタゲート間結合のダイオードＤの向きを逆にし、かつ、右側にスタートパルスクロックラインφS を接続した構造とすればよい。図２２に示したパルスを用いることにより、発光状態を右から左へ転送できる。
【００６０】
以上のような左方向用，右方向用の発光素子アレイチップを順番に交互に配列することにより、図１７に例示した印字パターンが実現される。
【００６１】
また、以上の実施例では右方向用，左方向用の発光素子アレイチップを交互に並べる場合を例示したが、本発明はこれに限らず、図２４に示すように、１つの発光素子アレイチップを中央から分離し、中央をスタートポイントとして左右に分かれて転送していく構造をとっても良い。この構造の発光素子アレイチップを採用すれば、右方向用，左方向用の２種類のチップを準備することなく、１種類のチップで、上記の内容が実現される。
【００６２】
また、以上の構造で中央をスタートとして左右に分かれて転送すると述べたが、図２５に示すように逆に両サイドにスタートを設け、両サイドから中央に向かって転送していくという構造であっても上記と全く同一の機能が実現される。
【００６３】
【発明の効果】
本発明の光プリントヘッドによれば、複数個の端面発光素子が集積された端面発光素子アレイチップが複数個直線状に配列されて構成された自己走査型端面発光素子アレイと、複数本のロッドレンズが光軸を平行にして配列され固着されたロッドレンズ・ユニットが複数個直線状に配列されて構成されたロッドレンズアレイとが、同じ基板上に実装されているので、組立てが容易となるうえ、セルフォクレンズとＬＥＤの光軸合わせを正確に伝える。
また以上のような光プリントヘッドの駆動方法において、前記複数個の端面発光素子アレイチップの各々の自己走査の方向が、配列の方向において交互に反対方向に、あるいは中央部から両サイドに向かう方向、あるいは両サイドから中央部に向かう方向としたので、印刷品位を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
光プリンタの原理を説明するための図である。
【図２】
従来の光プリントヘッドの構造を示す図である。
【図３】
自己走査型端面発光素子アレイの第１の基本構造の等価回路図である。
【図４】
自己走査型端面発光素子アレイの第２の基本構造の等価回路図である。
【図５】
自己走査型端面発光素子アレイの第３の基本構造の等価回路図である。
【図６】
自己走査型端面発光素子アレイの特に発光素子部分の概略斜視図である。
【図７】
発光サイリスタの発光端面とは反対側の後端面に金属層を設けた状態を示す断面図である。
【図８】
本発明に係る光プリントヘッドの一実施例を示す斜視図である。
【図９】
セルフォックレンズアレイ・ユニットの一例を示す断面図である。
【図１０】
発光素子アレイチップおよびセルフォックレンズアレイ・ユニットのプリント配線基板上への実装方法を説明するための図である。
【図１１】
発光素子アレイチップおよびセルフォックレンズアレイ・ユニットがプリント配線基板に実装された状態を示す側面図である。
【図１２】
セルフォックレンズを俵積みしたセルフォックレンズアレイ・ユニットを示す図である。
【図１３】
セルフォックレンズアレイの他の実施例を示す図である。
【図１４】
各発光素子アレイチップの走査方向が同じ状態を示す図である。
【図１５】
図１４の駆動方法における１走査のドットパターンを示す図である。
【図１６】
各発光素子アレイチップの走査方向が交互に逆となる状態を示す図である。
【図１７】
図１６の駆動方法における１走査のドットパターンを示す図である。
【図１８】
走査方向が右方向の３相駆動方式の発光素子チップの等化回路図である。
【図１９】
図１８の回路に用いるクロックの波形図である。
【図２０】
走査方向が左方向の３相駆動方式の発光素子チップの等化回路図である。
【図２１】
走査方向が右方向の２相駆動方式の発光素子チップの等化回路図である。
【図２２】
図２１の回路に用いるクロックの波形図である。
【図２３】
走査方向が左方向の２相駆動方式の発光素子チップの等化回路図である。
【図２４】
走査方向がチップの中央部から両サイドに向かう方向であることを示す図である。
【図２５】
走査方向がチップの両サイドから中央部に向かう方向であることを示す図である。
【符号の説明】
２  感光ドラム
５２  自己走査型端面発光素子アレイ
５３  セルフォックレンズアレイ
５４  セルフォックレンズ
５５  基板
５６  セルフォックレンズアレイ・ユニット
５９  発光素子アレイチップ
７０  パターン
７１  パターン段切れ
７２  印刷ドットパターン
Ａ，Ｂ  走査方向